압력계측장치의 설치에 관한 기술지침(E-93-2011)

o 관련규격
    - KS B 5305 : 2008 부르동관 압력계
    - KS B 5520 : 2004 격막식 압력계
o 관련법령․ 고시 등
    - 산업안전보건기준에 관한 규칙 제273조(계측장치등의 설치)

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압력계측장치의 설치에 관한 기술지침(E-93-2011)

 

 

 

1. 목 적

2. 적용범위

3. 정의

4. 압력계측장치의 특징과 선정

5. 탄성압력계의 선정 및 설치 시 유의사항

6. 액주압력계의 설치 시 유의사항

7. 그 밖의 사항

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1. 목 적
이 지침은 산업안전보건기준에 관한 규칙(이하 “안전보건규칙”이라 한다) 제273조(계측장치 등의 설치)에 따라, 화학설비 및 부속설비에 압력계측장치를 설치하는 경우의 기술적 사항을 정함을 목적으로 한다.

2. 적용범위
이 지침은 화학설비 및 부속설비 등에 압력계측장치를 설치하는 경우에 적용한다.

3. 정의
(1) 이 지침에서 사용하는 용어의 뜻은 다음과 같다.
(가) “압력계측장치”란 용기, 배관 등의 화학설비에 설치되어 그 내부의 압력을 측정할 수 있는 탄성압력계, 액주압력계, 전기식 압력계 및 진공계 등을 말한다.
(나) “탄성압력계”란 압력의 변화에 따라 금속 등의 탄성변화를 이용하여 압력을 측정하는 압력계를 말하며, 부르동관식(Bourdon tube type), 격막식(Diaphragm seal type), 벨로우즈식(Bellows type) 및 캡슐식(Capsule type) 등이 있다.
(다) “액주압력계(Manometer)”란 액위차로 압력을 측정하는 것을 말하며, 유자관식(U-tube type), 일자식, 2액식, 부자식(Float type) 및 경사관식 등이 있다.
(라) “전기식 압력계”란 외부의 압력을 받으면 굴곡과 변형에 의하여 전기저항이 변화함을 브릿지(Bridge)회로에서 측정하는 압력계를 말하며, 스트레인 게이지(Strain gauge)식, 압전기식, 탄소판 저항식 등이 있다.
(마) “진공계”란 진공의 정도를 측정하는 압력계를 말하며, 탄성식, 전리식(Ionization vacuum sensor), 열전도식(Thermal vacuum detector), 피스톤 등을 이용하는 기계적인 감압계 등이 있다.
(바) “연성계(Compound gauge)”란 음압(Negative pressure)과 양압을 같은 계기에서 측정할 수 있는 탄성압력계를 말한다.
(사) “차압계”란 설비 내의 압력차이를 측정하는 탄성압력계를 말한다.
(아) “댐퍼(Damper)”란 펌프 또는 압축기의 입출구 등과 같이 압력변화가 심한 위치에 설치된 압력계를 보호하기 위하여, 해당 압력계의 앞단에 부착하여 압력 변화를 최소화시키기 위한 장치를 말한다.
(자) “사이폰 관(Syphon tube)”이란 취급하는 유체가 증기인 경우, 압력 및 열적 변화가 심한 곳에 설치하여 유체를 응축시킴으로써 압력계를 보호하는 장치를 말한다.
(차) “부르동 관(Bourdon tube)”이란 탄성이 있는 금속판을 사용하여 만든 중공(中空)의 편평한 관을 원호형으로 구부려 끝을 밀폐한 것을 말한다.
(카) “센티스톡(Centistoke)”이란 움직이는 유체의 점도를 나타내는 동점도(Kinematic viscosity)의 단위로서, 일반 점도를 밀도로 나눈 값인 ST(Stoke)의 100분의 1을 말한다.
(2) 기타 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 이 지침에서 특별히 규정하는 경우를 제외하고는 산업안전보건법, 같은 법 시행령, 같은 법 시행규칙 및 안전보건규칙에서 정하는 바에 따른다.

4. 압력계측장치의 특징과 선정
(1) 탄성압력계는 일반적으로 화학설비에 많이 사용되고, 차압계는 필터 입출구의 압력 차를 측정하기 위한 곳에, 전기식 압력계는 프레스 등에서 주로 사용된다.
(2) 탄성압력계와 차압계의 특징은 응답속도가 빠르며, 전기식 압력계는 급격한 압력변화의 측정에 유리하다. 압력계측장치의 종류별 특징 및 형태는 <표 1>과 같다.

<표 1> 압력계의 종류별 특징 및 형태

종류	정밀도 (%)	사용 범위	특징 및 형태
탄성압력계	±(0.5～2)	19.61～196,078 kPa [20 ㎜H2O～2,000 ㎏/㎠]	․ 벨로우즈식 : 미압 ․ 부르동관식 : 초고압 ․ 응답속도가 빠름
차압계	±(0.5～1)	9.80～196,078 kPa [10 ㎜H2O～2,000 ㎏/㎠]	․ 내부 구조는 탄성압력계 소자가 2 개로 구성되어 있음 ․ 특징은 탄성압력계와 같음
전기식압력계	±(1～2)	98.04～14,705 kPa [1～150 ㎏/㎠]	․ 급격한 압력변화에도 측정가능
액주압력계	±(0.01~0.1) mm	4.90~19,608kPa [5㎜H2O~2,000㎜H2O]	․ 구조가 간단하고, 정확도가 높음. ․ 온도에 민감하고, 측정범위가 좁음.

※ 압력단위의 환산은 <별표 1>을 참조

5. 탄성압력계의 선정 및 설치 시 유의사항
(1) 압력계 최대 눈금의 범위는 측정압력의 2배 이상, 또는 설계압력의 1.5배 이상 3배 이하로 한다.
(2) 정변위식 펌프 등과 같이 압력변화가 심한 곳에는 댐퍼를 설치하여 보호하거나 격막식 탄성압력계를 사용한다.
(3) 수증기 등의 유체를 측정하는 압력계에는 동파방지를 하여야 한다.
(4) 유체의 온도가 80 ℃ 이상인 곳을 측정하는 경우에는 사이폰 관을 사용하여 부르동 관에 80 ℃ 이상의 유체가 유입되지 않도록 한다.
(5) 기계적 진동이 심한 곳에는 도압관을 이용하여 진동이 없는 곳에 압력계를 설치하는 것이 바람직하다.
(6) 측정유체가 압축가스인 경우에는 반드시 벤트관를 설치하고, 캡(Cap) 또는 플러그(Plug)를 체결한다.
(7) 펌프의 흡입구처럼 음압이 생길 수 있는 곳은 연성계를 설치한다.
(8) 다음의 유체를 사용하는 곳에는 탄성압력계 중 격막식 압력계를 설치하는 것이 바람직하다.
(가) 유체의 점도가 10센티스톡(cSt) 이상인 유체
(나) 부식이 심한 유체
(다) 금속 등의 불순물이 많은 유체
(라) 독성이 있는 유체
(9) 탄성압력계에 사용되는 부르동 관 재질의 선정기준은 <표 2>와 같다.

<표 2> 부르동 관 재질의 선정기준

압력	재질	적용
4901.95 kPa [50 ㎏/㎠] 미만	․ 황동, 인청동 ․ 스테인리스(304, 316)	․ 물, 공기 등의 유틸리티 ․ 화학설비
1960.78～ 24509.75 kPa [20～250 ㎏/㎠]	․ 니켈크롬강(Ni-Cr) ․ 스테인리스(304, 316) ․ 모넬(Monel)	․ 고온의 공정 ․ 화학설비 ․ 염소나 부식이 심한 공정
19607.80 kPa [200 ㎏/㎠] 이상	․ 니켈크롬강(Ni-Cr) ․ 인코로이(Incoloy) ․ 스테인리스(304, 316)	․ 화학설비 및 압축용기 ․ 고온․ 고압공정

※ 압력단위의 환산은 <별표 1>을 참조

6. 액주압력계의 설치 시 유의사항
(1) 액주압력계 내부에 주입되는 액체는 점도가 낮아야 하고, 동결되지 않는 것이어야 한다.
(2) 압력계에 사용되는 관은 유입된 액체에 의하여 침투되거나 화학적 반응을 하지 않는 재질로 제작하여야 한다.
(3) 액주압력계 내부에는 외부로부터 불순물이 유입되지 않도록 하여야 한다.
(4) 미압 측정을 위해서는 경사관식 액주압력계를 사용하는 것이 바람직하다.

7. 그 밖의 사항
(1) 압력계 연결부위의 나사크기는 배관과 일치하여야 한다.
(2) 격막식 압력계는 동파방지를 위한 증기보온설비(Steam tracing)를 설치한 경우, 밀봉유(Seal oil) 등이 증발 및 팽창으로 가압될 수 있으므로 압력계 몸체에 가열되지 않도록 한다.
(3) 드레인 포트(Drain pot)에는 증기보온설비, 그 밖의 보온조치 등 동파방지설비를 설치하지 않도록 한다.
(4) 차압계는 사용상의 편이와 영점조정을 위하여 3-방향 밸브(3-way manifold valve)를 설치하는 것이 바람직하다. 다만, 유체가 다를 경우에는 3-방향 밸브를 사용해서는 아니 된다.

<별표 1> 압력단위 환산표

	bar	㎏/㎠	㎜Hg	mH2O	atm	Pa	lb/in²
1bar	1	1.017916	750.062	10.19745	0.986923	100000	14.5
1㎏/㎠	0.980665	1	735.559	10.0028	0.967841	98039.2	14.22
1mHg	1.333224	1.359510	1000	13.59550	1.315789	0.133285	0.019338
1mH2O	0.098064	0.099997	73.5539	1	0.096721	9803.92	1.422
1atm	1.01325	1.033228	760	10.33256	1	101325	14.7
1Pa	0.00001	0.000010	0.007502	0.000102	0.000009	1	0.000145
1lb/in²	0.06895	0.07031	0.05171	0.7031	0.06805	9896.55	1

※ 참고사항 : 1 ㎜Hg = 1 Torr, 1 μHg = 10-3㎜Hg

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[첨부자료]압력계측장치의 설치에 관한 기술지침(E-93-2011)

E-93-2011 압력계측장치의 설치에 관한 기술지침.pdf

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